我們知道，露天采礦作業(yè)主要包括穿孔、爆破、采裝、運(yùn)輸和排土。爆破是其中非常重要的一環(huán)，爆破費(fèi)占據(jù)了露天采礦總費(fèi)用的15-20%。而且爆破質(zhì)量的好壞，直接影響采裝、運(yùn)輸、
粗碎等設(shè)備效率和礦山總成本。
由于爆破機(jī)理復(fù)雜、爆破理論滯后、爆破設(shè)計(jì)軟件和測(cè)量工具缺乏、作業(yè)人員素質(zhì)不高等原因，目前國(guó)內(nèi)礦山爆破技術(shù)水平總體比較粗放，普遍存在爆破設(shè)計(jì)依靠經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)，缺少定量分析，爆破作業(yè)人員往往依靠經(jīng)驗(yàn)施工，隨意性大，出現(xiàn)爆破后大塊和根底較多，工作面平整度差，礦石損失、貧化嚴(yán)重，邊坡穩(wěn)定性遭到破壞等問(wèn)題，爆破質(zhì)量效果較難控制。
本文分享礦山精細(xì)化爆破工藝，希望對(duì)您的露天采礦作業(yè)有所幫助。
1. 定量設(shè)計(jì)
利用爆破專業(yè)設(shè)計(jì)軟件以及GPS等實(shí)測(cè)地形的測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)破碎機(jī)入口允許礦石塊度和鏟、裝、運(yùn)的設(shè)備條件，定量設(shè)計(jì)爆破參數(shù)，優(yōu)化爆后礦石塊度分布。同時(shí)，綜合考慮巖石條件、炸藥性能、鉆孔和裝藥(能量分布)、延時(shí)時(shí)間等影響，分析、預(yù)測(cè)和模擬爆破危害和爆破效果，并根據(jù)實(shí)際爆破效果與軟件分析模擬結(jié)果相互印證，不斷調(diào)整、優(yōu)化爆破參數(shù)。
1.1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)查
礦山爆破之前，調(diào)查爆區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)，利用地質(zhì)羅盤測(cè)量炮孔方位角、巖石結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀，對(duì)爆破作業(yè)面進(jìn)行地質(zhì)素描。然后將調(diào)查結(jié)果，結(jié)合鉆探地質(zhì)資料，作為爆破設(shè)計(jì)的依據(jù)并指導(dǎo)爆破效果的分析與總結(jié)。
1.2 炮孔抵抗線精確測(cè)量
裝藥前采用激光測(cè)繪儀精確測(cè)量炮孔抵抗線，可安全、快速、準(zhǔn)確的獲得炮孔抵抗線信息。激光測(cè)繪儀采用藍(lán)牙技術(shù)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，通過(guò)配套數(shù)據(jù)分析處理軟件，生成直觀的炮孔抵抗線斷面圖，以指導(dǎo)裝藥設(shè)計(jì)，確定裝藥方案。
1.3 爆破巖體位移的控制
對(duì)于貴金屬礦山，礦石的損失、貧化控制非常重要。因此，在礦石區(qū)域?yàn)榱丝刂茙r體位置的移動(dòng)，用軟件對(duì)臺(tái)階的分區(qū)布孔，使用高精度導(dǎo)爆管雷管或數(shù)碼電子雷管，逐孔起爆網(wǎng)路進(jìn)行設(shè)計(jì)、模擬，精確控制起爆順序，使巖體移動(dòng)方向與礦體走向一致(見圖)，并通過(guò)測(cè)量炮孔爆破后的實(shí)際位移量指導(dǎo)礦石的挖掘，最大程度的避免礦石與廢石混雜，以減小采掘時(shí)礦石的損失、貧化。
1.4爆破能量分布模擬
通過(guò)爆破專業(yè)軟件分析裝藥炮孔周圍的能量分布時(shí)，需要考慮炸藥密度和炸藥體積強(qiáng)度以及炮孔空氣間隔和分段裝藥等因素。通過(guò)模擬炸藥能量在炮孔垂直斷面和水平斷面上的分布，并以等值線圖可視化顯示(見圖)，判斷裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
1.5爆堆塊度分析
礦山對(duì)爆破礦石的最大尺寸有嚴(yán)格要求，礦石過(guò)大影響鏟裝和運(yùn)輸效率，特別是礦石尺寸過(guò)大無(wú)法通過(guò)破碎機(jī)喂料口，需進(jìn)行二次破碎處理而降低破碎機(jī)效率，或加快破碎機(jī)磨損和增大電耗成本。
2. 爆破施工精細(xì)化
隨著施工機(jī)械化和自動(dòng)化水平的提高，以及引進(jìn)激光測(cè)繪儀、炮孔測(cè)偏儀、爆速儀等一系列的先進(jìn)測(cè)量工具、儀器，為精細(xì)爆破施工提供了技術(shù)支持。通過(guò)精確測(cè)量有效保障施工質(zhì)量和安全，實(shí)現(xiàn)爆破工程測(cè)量放線、鉆孔精度、裝藥填塞等各項(xiàng)工序精細(xì)化的施工目標(biāo)。
2.1 布孔
采用拉皮尺和測(cè)繩的方式，按設(shè)計(jì)孔網(wǎng)參數(shù)精細(xì)布孔，布孔完成后，利用水準(zhǔn)儀或RTK測(cè)量各炮孔孔口標(biāo)高、孔位，加上設(shè)計(jì)超深后，確定每個(gè)炮孔的設(shè)計(jì)孔深，使炮孔孔底在同一水平上，爆破后能得到平整的臺(tái)階底板，根據(jù)測(cè)量孔位進(jìn)行爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)。
2.2 鉆孔
采用先進(jìn)鉆機(jī)鉆孔，鉆機(jī)配有電子數(shù)字自動(dòng)顯示儀，能夠?qū)崟r(shí)顯示角度、鉆孔深度及相關(guān)數(shù)據(jù)，操作人員還可以通過(guò)屏幕跟蹤鉆孔進(jìn)程，如鉆孔角度，鑿巖機(jī)壓力，鉆進(jìn)速度和鉆孔的實(shí)際深度。做到軟巖硬打、硬巖快打；小風(fēng)壓頂著打，不見硬巖不加壓，勤看、勤聽、勤檢查。鉆完孔后，鉆機(jī)輔助工用皮尺測(cè)量、確認(rèn)炮孔達(dá)到設(shè)計(jì)孔深后，對(duì)炮孔孔口封口保護(hù)，某一礦山的鉆爆預(yù)裂效果如圖7所示。
2.3 炮孔驗(yàn)收
鉆孔精度受到鉆機(jī)性能、巖層特性和操作人員技術(shù)水平等因素的影響，鉆孔質(zhì)量的好壞直接影響爆破效果。如果炮孔的位置偏離了設(shè)計(jì)要求，就會(huì)改變炮孔抵抗線大小和方向，改變孔距和排距，從而產(chǎn)生大量的大塊和飛石，增加根底和后沖。故裝藥前必須驗(yàn)收炮孔，并確定礦山炮孔偏差允許標(biāo)準(zhǔn)。如果使用吊尺測(cè)量孔深時(shí)，孔深小于設(shè)計(jì)孔深且超出允許標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)進(jìn)行洗孔或重新穿孔；孔深大于設(shè)計(jì)孔深且超出允許標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)回填炮孔至設(shè)計(jì)孔深。所以，采用炮孔測(cè)偏儀測(cè)量炮孔偏差，不僅保證鉆孔質(zhì)量，還可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)鉆機(jī)手進(jìn)行考核，使其充分認(rèn)識(shí)鉆孔精度的重要性，充分發(fā)揮操作者的主觀能動(dòng)性。
2.4 裝藥
使用吊尺或炮棍測(cè)量裝藥情況，保證填塞長(zhǎng)度和裝藥量符合設(shè)計(jì)要求，防止過(guò)量裝藥。裝藥過(guò)程中取樣使用電子稱和量杯測(cè)量炸藥密度，確保炸藥密度符合要求。同時(shí)，在裝藥時(shí)采用爆速儀隨機(jī)測(cè)量炮孔炸藥的爆轟速度，確保炸藥性能滿足要求。
3. 管理精細(xì)化
爆破工程是一項(xiàng)高危行業(yè)，為識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)，確保爆破質(zhì)量和安全，在露天礦山爆破中引進(jìn)先進(jìn)的管理工具和手段，如爆破現(xiàn)場(chǎng)檢查核對(duì)單、工作安全分析表、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序等來(lái)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。
3.1
爆破現(xiàn)場(chǎng)檢查核對(duì)單
參考地下煤礦的一炮三檢制度，建立爆破前后檢查核對(duì)單制度。檢查核對(duì)裝藥前、爆破前、爆破后三個(gè)環(huán)節(jié)，上一環(huán)節(jié)檢查不合格不得進(jìn)入下一環(huán)節(jié)作業(yè)，將影響質(zhì)量和安全的隱患消滅在萌芽狀態(tài)。檢查確認(rèn)單上須有爆破負(fù)責(zé)人和相關(guān)人員簽字，便于責(zé)任人的追溯。如裝藥前確認(rèn)爆破作業(yè)人員是否穿戴了防護(hù)用品，孔深、炮孔抵抗線是否符合要求，炮孔是否進(jìn)行了排水等；炮孔爆破前檢查確認(rèn)裝藥密度、填塞高度、起爆網(wǎng)路是否符合要求，人員、設(shè)備是否安全撤離，爆破通知是否發(fā)出等；爆破后檢查有無(wú)盲炮，爆堆、爆破后沖是否符合要求。
3.2 工作安全分析表
將新工作或尚未確認(rèn)危險(xiǎn)的工作分成各項(xiàng)具體的環(huán)節(jié)或工作步驟，分析、確認(rèn)每個(gè)環(huán)節(jié)和工作步驟中潛在的危險(xiǎn)，評(píng)估危險(xiǎn)等級(jí)，并提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。如牙輪鉆機(jī)鉆孔作業(yè)時(shí)存在高壓觸電風(fēng)險(xiǎn)，需穿戴好絕緣鞋和手套；用絕緣鉤移動(dòng)電纜，查看電纜是否有損壞；測(cè)試機(jī)身是否帶電。
3.3 標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序
爆破標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序是將爆破作業(yè)過(guò)程分解為布孔、鉆孔、驗(yàn)孔、裝藥、起爆和警戒等獨(dú)立工作，分析各工作的流程、要求和標(biāo)準(zhǔn)、注意事項(xiàng)，常見問(wèn)題和異常情況的處理等。制定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序后，作業(yè)人員遵照?qǐng)?zhí)行，促進(jìn)爆破項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，提高工作質(zhì)量和工作效率，保障作業(yè)安全。
